Una fotocellula è costituita da un semiconduttore, il cui funzionamento dipende dall'intensità della luce incidente. Quando la quantità di luce supera una certa frequenza, gli elettroni del semiconduttore vengono delocalizzati o "liberati" e una fotocellula inizia a condurre. Quando la luce è inferiore, nessun elettrone viene liberato e la fotocellula non conduce.
Il semiconduttore utilizzato in una fotocellula di solito ha una resistenza molto elevata. Ciò consente alla fotocellula di interrompere completamente il flusso di corrente in assenza di luce. Quando la luce cade sulla fotocellula, trasmette energia nella parte semiconduttore della cella. La frequenza della luce incidente è direttamente proporzionale all'energia trasferita, quindi più luce, più energia trasmessa. Quando questa energia supera un certo livello, gli elettroni del semiconduttore vengono delocalizzati e la fotocellula inizia a condurre. Questo è il motivo per cui una fotocellula conduce elettricità quando viene sottoposta ad un'alta intensità di luce.
Un'applicazione comune della fotocellula è il resistore dipendente dalla luce. I LDR sono comunemente utilizzati in sensori di luce, lampioni stradali e soluzioni di illuminazione a efficienza energetica. Una fotocellula svolge anche un ruolo molto importante nell'uso efficiente della luce diurna spegnendo le luci quando la luce naturale raggiunge un livello normale.
